输电线路设计—导线风偏计算与校验

1、输电线路设计导线风偏计算与校验1 1、概述、概述 2 2、风偏计算基本参数、风偏计算基本参数 3 3、档距中导线风偏、档距中导线风偏4 4、直线塔悬垂绝缘子串风偏、直线塔悬垂绝缘子串风偏5 5、风偏校验方法、风偏校验方法6 6、摇摆角太大时解决方法、摇摆角太大时解决方法一、概 述 架空输电线路长期运行在野外，受自然界气架空输电线路长期运行在野外，受自然界气候变化的影响。风是自然界影响线路的主要现象候变化的影响。风是自然界影响线路的主要现象之一。大风引起的导线风偏对地或对杆塔塔头构之一。大风引起的导线风偏对地或对杆塔塔头构件放电是线路故障的主要形式。件放电是线路故障的主要形式。 下面介绍导线风偏

2、对地或交叉跨越计算和下面介绍导线风偏对地或交叉跨越计算和绝缘子串风偏计算。绝缘子串风偏计算。 二、风偏计算基本参数（1）比载）比载 （2） 比载是电线单位长度、单位截面上的荷载比载是电线单位长度、单位截面上的荷载自重比载自重比载 g1冰重比载冰重比载 g2自重冰重综合比载自重冰重综合比载 g3风比载风比载 g4覆冰后风比载覆冰后风比载 g5自重风重综合比载自重风重综合比载 g6覆冰、风综合比载覆冰、风综合比载 g7水 平 比 载垂直比载综 合 比 载 二、风偏计算基本参数比载以荷载方向分类比载以荷载方向分类 分为垂直比载、水平比载、综合比载。分为垂直比载、水平比载、综合比载。垂直比载有垂直比载

3、有 g1、g2、g3水平比载有水平比载有 g4、g5综合比载有综合比载有 g6、g7SgWg01 二、风偏计算基本参数自重比载自重比载g1计算计算 gSdbbg9 . 02式中：g1 电线自重比载（2） W0 电线自重 （N/m） g 重力加速度 S 电线截面（mm2） 二、风偏计算基本参数冰重比载冰重比载g2计算计算 式中：g2 电线覆冰的冰重比载（2） b 覆冰厚度 （mm） g 重力加速度 S 电线截面（mm2） d 电线外径 （mm）213ggg 二、风偏计算基本参数电线覆冰垂直综合比载电线覆冰垂直综合比载g3计算计算 式中： g1 电线自重比载（2） g2 电线覆冰的冰重比载（2）

4、3241016gSdVKg 二、风偏计算基本参数风比载风比载g4计算计算 式中： g4 电线上风比载（2） g 重力加速度 V 大风风速 （m/s） 风压不均匀系数 S 电线截面（mm2） K 电线体型系数 d 电线外径 （mm） d d32510162gSbdVKg 二、风偏计算基本参数覆冰后风比载覆冰后风比载g5计算计算 式中： g4 电线上风比载（2） g 重力加速度 V 大风风速 （m/s） 风压不均匀系数 S 电线截面（mm2） K 电线体型系数 d 电线外径 （mm） b 覆冰厚度 （mm）22641ggg 二、风偏计算基本参数风压不均匀系数风压不均匀系数取值取值 基准风速m/s2

5、020V2727V31.531.5计算杆塔荷载1.00.850.750.70计算风偏用1.00.750.610.61水平档距 m200250300350400450500550校验杆塔间隙用0.800.740.700.670.650.630.620.61 二、风偏计算基本参数风电线综合比载风电线综合比载g6计算计算 式中： g1 电线自重比载（2） g4 电线的风比载（2） 25237ggg 二、风偏计算基本参数冰、风、电线综合比载冰、风、电线综合比载g7计算计算 式中： g3 覆冰、电线垂直比载（2） g5 覆冰后电线上的风比载（2） Sgp 二、风偏计算基本参数 P 单位荷重单位荷重 （N

6、/m） 单位荷重是电线单位长度上的荷载，单位荷重为单位荷重是电线单位长度上的荷载，单位荷重为应力与电线截面的乘积。应力与电线截面的乘积。自重自重 P1冰重冰重 P2自重冰重综合自重冰重综合 P3风风 P4覆冰后风覆冰后风 P5自重风重自重风重 P6覆冰、风覆冰、风 P7ST （2）应力）应力 （N/mm2） 应力应力是电线单位截面上所受的力是电线单位截面上所受的力电线张力电线张力T是应力与截面的乘积是应力与截面的乘积 二、风偏计算基本参数 tt EEl gEl gmmmm 2222222424 不同的气象条件下，导线有不同的应力。 在线路档距中，电线弧垂上各点的应力是不相同的，施工图设计应力表

7、是指电线弧垂最低点单位截面所受的力。 二、风偏计算基本参数 获得导线应力方法：获得导线应力方法：1、查施工图设计中的应力表。2、采用状态方程式计算。3、根据施工图图纸中的导地线放线K值表进行换算。 二、风偏计算基本参数水 平 比 载垂直比载综 合 比 载l式中： m、gm、tm 已知条件的应力、比载、温度 、 g、 t 待求条件的应力、比载、温度 线膨胀系数 E 弹性模量（N/mm2） 代表档距(m) 二、风偏计算基本参数 三、档距中导线风偏Kg21式中： 电线应力 （N/mm2） g1 电线自重比载（2） K K值（x10-4） 利用施工图图纸中的放线K值表中数值反算相应温度下的导线应力。

8、由于施工图中放线K值表中的数值是降温后对应温度的数值，因此表中的温度减去K值表降温的度数，才是所求应力对应的实际温度。 二、风偏计算基本参数档距中央的弧垂（最大）计算： 三、档距中导线风偏141ggtg电线风偏角计算：电线风偏角计算：式中：式中： 电线风偏角（度）电线风偏角（度） g g1 1 电线自重比载（电线自重比载（N/mmN/mm2 2） g g4 4 风比载（风比载（N/mmN/mm2 2） cos826Lgf 三、档距中导线风偏风偏是导线弧垂以档距两侧导线悬挂点连线为轴旋转。风偏是导线弧垂以档距两侧导线悬挂点连线为轴旋转。 电线上档距中央的弧垂（最大）计算：电线上档距中央的弧垂（最

9、大）计算：式中：式中：f f 电线任意一点弧垂（电线任意一点弧垂（m m） g g1 1 电线自重比载（电线自重比载（N/mmN/mm2 2） b b 电线应力电线应力 （N/mmN/mm2 2） g g1 1 电线自重比载（电线自重比载（N/mmN/mm2 2） L L 档距（档距（m m） h h 电线悬挂点高差（电线悬挂点高差（m m） 高差角高差角 Lhtg1cos2216llgf 三、档距中导线风偏导线风偏计算中任一点对地弧垂计算：导线风偏计算中任一点对地弧垂计算：式中：式中： f f 电线任意一点弧垂（电线任意一点弧垂（m m） g g6 6 电线综合比载（电线综合比载（N/mmN

10、/mm2 2） b b 电线应力电线应力 （N/mmN/mm2 2） g g1 1 电线自重比载（电线自重比载（N/mmN/mm2 2） 距两侧杆塔的距离（距两侧杆塔的距离（m m） h h 电线悬挂点高差（电线悬挂点高差（m m） 高差角高差角 21ll 、JvhWlgSWTlgSptg14122sin22 三、档距中导线风偏绝缘子串风偏计算：绝缘子串风偏计算：80665. 91603. 02VnP式中：式中：P P 绝缘子串风压（绝缘子串风压（N N） L Lh h 水平档距（水平档距（m m） W W 绝缘子串重量（绝缘子串重量（N N） L Lv v 垂直档距（垂直档距（m m） S

11、S 电线截面电线截面 （mmmm2 2） 线路转角度数（度）线路转角度数（度） g g1 1 电线自重比载（电线自重比载（N/mmN/mm2 2） T T 相导线张力（相导线张力（N N） g g4 4 电线风压比载（电线风压比载（N/mmN/mm2 2） W WJ J 重锤重量（重锤重量（N N） 四、直线塔悬垂绝缘子串风偏绝缘子串风压计算：绝缘子串风压计算：22111lhlhgllhv式中：式中：P P 绝缘子串风压（绝缘子串风压（N N） V V 风速（风速（m/sm/s） n n 绝缘子片数绝缘子片数 单联串金具算单联串金具算1 1片，片， 双联串算双联串算2 2片。片。 四、直线塔悬

12、垂绝缘子串风偏垂直档距计算：垂直档距计算： 四、直线塔悬垂绝缘子串风偏式中：式中： L Lv v 垂直档距（垂直档距（m m） L Lh h 水平档距（水平档距（m m） 电线应力电线应力 （N/mmN/mm2 2） g g1 1 电线自重比载（电线自重比载（N/mmN/mm2 2） h h1 1、h h2 2 计算杆塔两侧导线悬挂点高差（计算杆塔两侧导线悬挂点高差（m m） l l1 1、l l2 2 计算杆塔两侧档距（计算杆塔两侧档距（m m） 绝缘子串极限摇摆间隙圆图绘制需考虑的因素：绝缘子串极限摇摆间隙圆图绘制需考虑的因素：1、角钢及脚钉宽度一般取150mm。2、线夹出口处的弧垂（瓶口

13、弧垂）与塔身宽度和计算塔两侧杆塔相 对位置有关。3、电气间隙应根据海拔高度进行修正。在外过电压、内过电压及正在外过电压、内过电压及正常工作电压情况下，分别求常工作电压情况下，分别求出绝缘子串的风偏角出绝缘子串的风偏角1 1 、 22、 33，然后绘出间隙，然后绘出间隙圆，如右图所示，由图中的圆，如右图所示，由图中的间隙距离间隙距离e1e1、e2e2、e3e3，即可，即可得知各种情况下的空气间隙得知各种情况下的空气间隙是否满足规程要求。是否满足规程要求。 五、风偏校验方法为便于设计验算，可为便于设计验算，可采用反推法，先利用采用反推法，先利用已知参数，反算出直已知参数，反算出直线杆塔的允许高差线杆塔的允许高差hh，再在定位中进，再在定位中进行控制。行控制。 五、风偏校验方法也可